通电导线在磁场中受到的力(2)选修3-1.doc
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通电导线在磁场中受到的力(二)[学习目标]1、安培力与力学的综合题分析2、了解磁电式电流表的工作原理[学习重点]安培力的相关计算[学习难点]磁电式电流表的工作原理[要点导学](1)电流表主要由哪几部分组成的?电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。(2)磁电式电流表的工作原理磁场对电流的作用力和电流成正比,因而线圈中的电流越大,安培力越大,线圈和指针偏转的角度就越大,因此,根据指针偏转角度的大小,可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随着改变,指针的偏转方向也随着改变,所以,根据指针的偏转方向,可以知道被测电流的方向。(3)电流表中磁场分布有何特点呢?为何要如此分布?电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。如图。所谓均匀辐向分布,就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心,不管线圈处于什么位置,线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。该磁场并非匀强磁场,但在以铁芯为中心的圆圈上,各点的磁感应强度B的大小是相等的。这样的磁场,可使线圈转动时,它的两个边所经过的位置磁场强弱都相同,从而使表盘的刻度均匀。(4)磁电式仪表的优缺点是什么?磁电式仪表的优点是灵敏度高,可以测出很弱的电流;缺点是绕制线圈的导线很细,允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)。如果通过的电流超过允许值,很容易把它烧坏。2、关于通电直导线的受力分析对研究对象进行受力分析,要将各力画在一个平面上,还要将磁场方向电流方向表示出来。因此在画受力分析示意图时,先选定视角,将立体图转化成平面图(注意标出磁场和电流的方向),然后再进行受力分析.[合作探究]1.试做出下面两图中MN和ab导线的受力情况(两导线都处于静止状态)2.如图所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流时,导线的运动情况是(俯视图)()SNA、顺时针方向转动,同时下降B、顺时针方向转动,同时上升C、逆时针方向转动,同时下降D、逆时针方向转动,同时上升[巩固练习]1、例3:质量为0.5㎏的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A的恒定电流,如图所示,匀强磁场B垂直轨道平面,金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2,求匀强磁场的磁感应强度B多大时金属杆恰好不发生移动?2、有一金属棒ab,质量为m,电阻不计,可在两条轨道上滑动,如图所示,轨道间距为L,其平面与水平面的夹角为,置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属棒与轨道的最大静磨擦力为其所受重力的k倍,回路中电源电动势为E,内阻不计,问:滑动变阻器R调节在什么阻值范围内,金属棒能静止在轨道上?